Trends aus dem 3D-Druck

Den "achten Kontinent" erkunden

3D-gedruckter Audi lunar quattro auf dem Mond

Ab 18. Mai kommt der neue Sci-Fi-Blockbuster „Alien: Covenant“ von Ridley Scott auf die deutschen Kinoleinwände. Dabei feiert der Mond-Rover Audi lunar quattro sein Filmdebüt an der Seite der Protagonistin. Schon bald soll das zu mehr als einem Drittel 3D-gedruckte Fahrzeug aber auch reale Mondeinsätze meistern.


Synopse Alien: Covenant

Im neuen Blockbuster, der von Twentieth Century Fox produziert wurde, ist die Crew des Kolonieschiffs Covenant auf dem Weg zu einem weit entfernten Planeten. Dort angekommen, offenbart sich der Crew ein unberührtes Paradies. Doch in Wirklichkeit ist es eine düstere, gefährliche Welt. Die Mannschaft ist einer unvorstellbaren Bedrohung ausgesetzt und muss einen gewagten Fluchtversuch unternehmen. In seinem Filmdebüt ist der Audi lunar quattro Teil der Covenant-Mission und unterstützt die Protagonistin Faris (Amy Seimetz) beim Navigieren und Prüfen des unbekannten Geländes des Planeten.


Der Audi lunar quattro

Audi arbeitet seit 2015 mit dem Team um Robert Böhme, dem Gründer und CEO von Part-Time Scientists, an der Entwicklung des Rovers. Audi Experten unterstützen das Berliner Start-Up insbesondere mit Allradantrieb-Kompetenz (quattro-Technologie), Leichtbau-Knowhow, Erfahrung in der Entwicklung von Fahrzeugen mit Elektro- und Plug-in-Hybrid-Antrieben (e-tron) und Designoptimierung.


Ultra Leichtbau dank 3D-Druck

Die Entwickler konnten durch optimale Materialauswahl das Gewicht des Erkundungsfahrzeugs auf nur 30 Kilogramm reduzieren: Der Audi lunar quattro besteht zu 85 Prozent aus Aluminiumbauteilen, die in den Metall-3D-Druckanlagen von Audi in Ingolstadt produziert wurden.

Ein schwenkbares Solarpanel versorgt den Rover mit Energie. Hinzu kommen eine intelligente quattro Antriebstechnik und ein leistungsfähiger e-tron Motor.


Das Rad aus dem 3D-Drucker

Um für den Audi lunar quattro komplexe Formen mit geringem Gewicht erzeugen zu können, setzt Audi das Selektive Laserschmelzen ein. Harald Eibisch, Ingenieur in der Audi Technologieentwicklung Gießen und Additive Fertigung:

„Der 3D-Druck mit Aluminium ermöglicht Leichtbau fast beliebiger Formen mit geschlossener Hülle. Das Rad des Audi lunar quattro besitzt nur eine Wandstärke von einem Millimeter, aber die Festigkeit ist dank ausgeklügelter Konstruktion hervorragend. Außerdem ist der Werkstoff gründlich in den Audi Labors erprobt. Wir verwenden die Al-Si10MgSr-Legierung seit Jahrzehnten im Aluguss unserer Audi Space Frame Karosserien.“

Die Leichtbaukompetenz aus der Fertigung der Audi Serienmodelle kommt jetzt auch dem Mondrover zugute. Die Gewichtsersparnis, die Audi beim Audi lunar quattro Rover der Part-Time Scientists so erzielt, beträgt allein an den vier Rädern rund 1,6 Kilogramm.

Karsten Becker, Entwicklungschef der Part-Time Scientists:

„Ein Kilogramm an wissenschaftlichen Payloads, die wir im Rover mitführen, hat einen Gegenwert von 800.000 Euro. Durch den Gewichtsvorteil an den Rädern können wir wissenschaftliches Material für 1,28 Millionen Euro mehr an Bord nehmen.“

Übrigens: 32 Stunden und 20 Minuten dauert es, bis eines der vier Räder des Audi lunar quattro aus dem 3D-Drucker kommt.


Der Werkstoff AlSi10MgSr

Fein wie Mondstaub glitzert silbrig eine dünne Pulverschicht auf der Druckerplatte. Die gleißenden Strahlen eines 400-Watt-Diodenlasers malen mit spielerischer Ruhe und präziser Bestimmung nahezu lautlos von einer Computersoftware vorgegebene Bahnen in das Pulver der speziellen Aluminiumlegierung AlSi10MgSr. Entlang der Bahnen bringt die Laserenergie das Pulver zum Schmelzen, und die erste Lage eines Formteils erstarrt. Die Bauplatte fährt unmerklich nach unten, der Drucker trägt eine neue 0,05 Millimeter (der Durchschnitt eines menschlichen Haares) dünne Schicht AlSi10MgSr auf die Platte auf, und der Laser brennt die nächste Ebene aus dem Aluminium-Silizium-Magnesium-Strontium-Staub. In kleinsten Mikroschritten arbeitet sich der Audi Aluminium 3D-Drucker nach unten. Unzählige Male. Ein Belichtungsintervall beträgt etwa 30 Sekunden. Nach 20 Schichten ist eine Bauhöhe von einem Millimeter erreicht.


Reale Mondmission

Die „Mission to the Moon“ des Automobilherstellers steht vor dem Abschluss: Bereits in naher Zukunft soll der fortschrittliche Audi lunar quattro Richtung Mond aufbrechen.

Schon gewusst? Im All oder auf dem Mond halten Kunststoffe den äußeren Bedingungen oftmals nicht stand: Durch Temperaturen von +130 bis –160 Grad Celsius würden sie spröde und weich werden, die enthaltenen Weichmacher würden ausgasen. Fast ausschließlich Aluminium erzielt im 3D-Laserdruckverfahren die widerstandsfähige Konstruktion bei geringem Gewicht für die Bauteile einer Weltraummission.


Quelle: Audi


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